【摘 要】
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畜禽养殖废水的肆意排放及化肥的过量施用导致水体富营养化问题日趋严重,水体溶解氧含量、根系生理生长特性、底泥土壤酶活性及无机磷赋存形态等因素可能是促进绿狐尾藻磷素吸收的重要原因。针对增氧处理促进水生植物磷素吸收、提高水体总磷去除率的机理,本文以绿狐尾藻为材料进行盆栽试验,设置同一磷素水平(25mg/L),5个增氧处理O1(CK)、O2(增氧4min)、O3(增氧6min)、O4(增氧8min)、O5
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畜禽养殖废水的肆意排放及化肥的过量施用导致水体富营养化问题日趋严重,水体溶解氧含量、根系生理生长特性、底泥土壤酶活性及无机磷赋存形态等因素可能是促进绿狐尾藻磷素吸收的重要原因。针对增氧处理促进水生植物磷素吸收、提高水体总磷去除率的机理,本文以绿狐尾藻为材料进行盆栽试验,设置同一磷素水平(25mg/L),5个增氧处理O1(CK)、O2(增氧4min)、O3(增氧6min)、O4(增氧8min)、O5(增氧10min),分析了不同增氧处理下水体溶解氧含量、水体总磷浓度及磷去除率、绿狐尾藻根系生理生长特性、底泥土壤酶活性和磷赋存形态的变化特征,研究了增氧条件下水体溶解氧含量对水体总磷浓度、水体总磷去除率及绿狐尾藻磷素吸收的影响规律,确定了底泥p H值、有机质含量与底泥土壤酶活性、无机磷赋存形态的对应关系,探明了增氧处理下底泥土壤酶活性、磷赋存形态及转运对绿狐尾藻磷素吸收的影响规律,为水生态磷素污染的防治修复提供了理论支持与数据参考。主要研究结果如下:(1)研究了增氧处理下水体溶解氧含量对水体总磷去除率及绿狐尾藻磷素吸收的影响。结果表明,增氧处理通过提高绿狐尾藻盆栽水体溶解氧含量,促进了绿狐尾藻对水体总磷的去除。培育第123天,O1~O4处理水体总磷浓度较CK处理下降35.72%~62.87%;增氧时间6min对应水体总磷浓度最低,为1.37mg·L-1,总磷去除率达94.54%。增氧处理可促进绿狐尾藻各部位磷素吸收。增氧时间为8、8、6、6、8min时,T1、T2、T3、T4、T5时期对应的根部、地上部及植株磷累积量最高,T3时期水体溶解氧含量是影响绿狐尾藻T5时期磷素吸收的关键因素。(2)研究了增氧处理下根系生理生长特性对绿狐尾藻磷素吸收的影响。结果表明,根系活力和根总体积、根尖数、根平均直径可作为反映绿狐尾藻磷素吸收与累积的重要指标,增氧方式可显著提高绿狐尾藻根系活力及根系生长指标,T1~T5时期O1~O4处理根系活力较CK处理分别增加32.1%~285.8%、12.3%~119.3%、23.3%~48.9%、21.0%~158.0%、69.4%~275.1%,T1和T5时期根系活力是影响T5时期绿狐尾藻各部位磷吸收量和植株磷累积量的关键因素。(3)研究了增氧处理下底泥土壤酶活性对绿狐尾藻磷素吸收的影响。结果表明,增氧方式通过影响底泥p H值、有机质含量可显著提高底泥土壤过氧化氢酶活性及酸性磷酸酶活性,进而促进绿狐尾藻磷素吸收。多元线性回归结果表明,T3、T5时期是影响绿狐尾藻磷素吸收的关键时期,T3时期过氧化氢酶活性及酸性磷酸酶活性的增强,可提高绿狐尾藻各部位磷素吸收量,T5时期酸性磷酸酶活性的增加,可提高绿狐尾藻根部磷吸收量及植株磷累积量。(4)研究了增氧处理下底泥磷形态变化对绿狐尾藻磷素吸收的影响。结果表明,增氧方式可显著降低绿狐尾藻底泥全磷含量、提高底泥速效磷含量,并通过改变底泥p H值和有机质含量,有效降低底泥中铝磷、铁磷含量,提高钙磷、闭蓄态磷含量;增氧条件下各形态无机磷含量大小依次表现为铁磷(Fe-P)>闭蓄态磷(O-P)>钙磷(Ca-P)>铝磷(Al-P),铁磷是绿狐尾藻底泥无机磷主要赋存形态,底泥p H值显著影响铝磷、铁磷、闭蓄态磷含量,有机质含量显著影响钙磷含量;T4时期底泥铝磷、铁磷含量是影响T5时期绿狐尾藻磷素吸收的关键因素。
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